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BiomassaBiomassaee

Desenvolvimento TecnológicoDesenvolvimento Tecnológico

Gil Patrão Ordem dos Engenheiros – Forum para a Competitividade

Auditório da OE, Lisboa, 23 de Maio de 2007

“ Os Engenheiros e a Competitividade”

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Procura Global de Energia Procura Global de Energia

Fonte: IEA, Previsão 2006

Energia “driver” do crescimento = Oportunidades de desenvolvimento

Procura mundial de energia cresceu 70% em 30 anos (73 / 03) e continua …

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Electricidade 18 %Transportes 36 %Aquecimento 46 %

Sendo 60% dos combustíveisgastos em transportes

e 1/5 da energia consumida electricidade, porquê

estratégiastratégia das das ER´sER´s centradacentrada nana electricidadeelectricidade ??

Porque tardam acções para biocombustíveis endógenosendógenose

aproveitamento conjunto de calorcalor e e electricidadeelectricidade ?

Consumo de energia em Portugal

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Consumo de electricidade em 2010 (estimativa REN)

55,3 TWh*

Directiva das Renováveis (2001/77/CE)

39% do consumo de electricidade

com origem renovável ~ 22 TWh

8,8 8,8 TWhTWh em 2006 ~18 %em 2006 ~18 %

Novo objectivo Governo 25 Novo objectivo Governo 25 TWhTWh em 2010 ~ 45 %em 2010 ~ 45 %

Energias renováveis e electricidade em Portugal Energias renováveis e electricidade em Portugal

*Estimativa Abril 2007 (+ 3,5%/a) - 61TWh (+ 5 %/a) - Hoje em dia 48,6 TWh/ano

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Potência Actual Plano Tecnológico Previsão 2012

Electricidade (MW)

4947 Total Hídrica 5 800

2780 Eólica 5 100

111 BIOMASSA (BFR + BIOGÁS + 111 BIOMASSA (BFR + BIOGÁS + RSU´sRSU´s) 400) 400

11 FV 150- Ondas 30

Biocombustíveis (kton)

54 Líquidos 544

0.35 Solar Térmico - Água Quente (Mm2) 1

Estratégia Nacional para as Energias RenováveisEstratégia Nacional para as Energias Renováveis

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Petróleo Petróleo -- preço médio real preço médio real nãonão desce (US$ 2003/barril)desce (US$ 2003/barril)

2004 48

44

0

10

20

30

40

50

60

70

1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020 2025

Fonte: IEA. Elaboração: MB Associados.

2004

Aumento de Efeito de Estufa = Aquecimento GlobalAumento de Efeito de Estufa = Aquecimento Global

Transportes e EnergiaTransportes e Energiamaiores responsáveis pelo aumento do efeito de estufamaiores responsáveis pelo aumento do efeito de estufa

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Mudanças Climáticas, 1880 Mudanças Climáticas, 1880 -- 20052005

Fonte: World Survey DE (IEA,2006)

Humanidade não está preparada Humanidade não está preparada para as dramáticas consequências dopara as dramáticas consequências do

Aquecimento Global,Aquecimento Global,mas tardamos em exigir de nós próprios amas tardamos em exigir de nós próprios a

MudançaMudançade paradigma energético!de paradigma energético!

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Competitivas, as Energias Renováveis ?Competitivas, as Energias Renováveis ?

Custo das energias: “baratas, mas esgotáveis” ou”caras, limpas e renováveis”

ou teremos outras vias de maior competitividade global ?ou teremos outras vias de maior competitividade global ?

Março 2007 Sem PRE 50,90 €/MWhSó a PRE 93,90

SOBRESOBRE--CUSTO DAS RENOVÁVEIS e COGERAÇÃO 43€/CUSTO DAS RENOVÁVEIS e COGERAÇÃO 43€/MWhMWh

Sendo vital o reforço de competitividade, como podem as ER´s ajudar, apesar do sobre-custo?

•• ClustersClusters das Renováveisdas Renováveis (Serviços/Indústria/Energia)• I&D aplicada em segmentos “escolhidos”

Parcerias de desenvolvimento (Empresas/Universidades)•• Produção Descentralizada com base na BiomassaProdução Descentralizada com base na Biomassa

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Renováveis Renováveis –– Potencial de Investimento e Emprego Potencial de Investimento e Emprego Portugal (2012)*Portugal (2012)*

• 10.000 postos de trabalho ? Temporários?Especializados ?

** biomassa 43 %biomassa 43 %

• 8.1* 10 9 € de investimento ? Importação maciça?Fabricação e Serviços Nacionais?

** biomassa 30%biomassa 30%

* * Estimativas divulgadas na imprensa -1º trimestre de 2007

** Estimativas pessoais com base em projectos nacionais

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TARIFAS médias PRE (TARIFAS médias PRE (RE´sRE´s e CHP) em €/e CHP) em €/MWh*MWh*

BIOMASSA 109.2BIOGÁS 107.2RESÍDUOS 83.7RSU´s 77.8

Cogeração 100.5

EÓLICA 93.0PCH 84.3PV 394.0

* Março de 2007

“Biomassa/Biogás”

Tarifas ÚNICAS ou DIVERSIFICADAS ?

Com estas tarifas haverá Desenvolvimento

Tecnológico ?

Tarifas MUITO elevadas fomentam, só por si,

Desenvolvimento Tecnológico?

Políticas de desenvolvimento?Políticas de desenvolvimento?

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Potencial global da biomassa em PortugalPotencial global da biomassa em Portugal

• Potência eléctrica 850 MW

• Energia eléctrica 5 500 GWh/ano

• Consumo em 2010 10 %

• Emissões evitadas 2 M ton CO2/ano

Considerando a energia térmica, DGEG indica que 15 % do consumo de energia em Portugal tem como origem a biomassa

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Área Florestal (espécie dominante mais expressiva)

2 realidades – 2 formas distintas

de aproveitamento energético de biomassa florestal

Norte e Centro

Pinheiro bravo (Pinus pinaster) 29,1%

Eucalipto (Eucalyptus spp.) 20,1%

IntegraçãoIntegração dada biomassa biomassa nana gestãogestão florestalflorestal

Sul

Sobreiro (Quercus suber ) 21,3%

Azinheira (Quercus rotundifolia) 13,8%

PlantaçõesPlantações energéticasenergéticas futurasfuturas Fonte: DGF/IFN, 2001

Maritime Pine

Eucalyptus

Cork Oak

Holm Oak

Other Oaks

Chestnut

Other Resinous

Umbrella pine

A A importânciaimportância dada florestafloresta emem Portugal ContinentalPortugal Continental

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Floresta ocupa 38% do território (3 349 kha)

DISPONIBILIDADE DE BIOMASSA > 3,5 M ton/ano

Distribuição da propriedade

- Privados 87%

- Estado 3%

- Baldios 10%Sector Privado

87%

Governo3%

Comunidades Locais10%

Área Florestal Total

FlorestaFloresta e biomassa e biomassa florestalflorestal residual residual emem PortugalPortugal

Maior produtividade florestal Gestão Florestal Integradagera mais biomassa florestal

Como diminuir custos de extracção e processamento ?

Aproveitamento da biomassa florestal residual crucialcrucial para controle do risco de incêndio florestal

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Ocupação do solo

38%3349

Presente

61%5649

Potencial

(units = 1000 ha)

Portugal = 9215

Fontee: CELPA / DGF – 2001 / 2002

Agricultura

Floresta

improdutivos

Não produtivos

Água

Área Social

Área Florestal

Portugal pode aumentar em 60 % a área florestal (áreasnão cultivadas e áreas agrícolas em regime de set aside)

QualQual o o futurofuturo dada florestafloresta emem Portugal ?Portugal ?

Passará o potencial de biomassa para 5Passará o potencial de biomassa para 5--6 6 MtonMton/ano ?/ano ?

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Mais mesessecos no

futuro

Aumento de Efeito de Estufa = Aquecimento GlobalAumento de Efeito de Estufa = Aquecimento Global

FLORESTA é uma vantagem competitiva actual e futura

Valorização energética da biomassa florestal é neutra quanto ao aumento do efeito de estufa

Neste cenário, como se comportará a Floresta Nacional ?

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Que papel futuro terão as florestas ?Que papel futuro terão as florestas ?

1. Sumidouro de CO2 (fotosíntese)*

Pinhais e eucaliptais - produtividade líquida do ecossistema

~ 600 g C m-2 ano-1 - diminuirá ?

2. Fonte de emissões (incêndios florestais)18 % das emissões globais em 2003 - aumentará ?

3. Combustível sólido (centrais de biomassa)

> 3,5 M ton biomassa florestal residual /ano - aumentará ?

4. Para quando, biomassa como biocombustível ?

*Com substituição de árvores abatidas

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Transformar biomassa florestal residual em energiaTransformar biomassa florestal residual em energia

Começar por contabilizar biomassa florestal residual disponível…

Fonte: Bioeléctrica

…e estabelecer formas de:

APROVEITAR calor sobrante

Integrar processos de gestão florestal

Promover recolha e processamento dabiomassa ao menor custo

Assegurar logística de abastecimento

Prevenir contingências … até

Transformar a biomassa em energia !

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Aplicações energéticas de biomassa florestal Aplicações energéticas de biomassa florestal estruturadas com base em estruturadas com base em

Redes de CentraisRedes de Centrais

1. Primárias (Processos industriais – cogeração)

2. Secundárias (Centrais dedicadas – electricidade)

3. Terciárias (Edifícios em rede – calor /trigeração)

“Novas” aplicações de biomassa florestal:“Novas” aplicações de biomassa florestal:

4. Energia Térmica 4. Energia Térmica ((BiocombustíveisBiocombustíveis sólidos densificados)sólidos densificados)

5. 5. BiocombustíveisBiocombustíveis LíquídosLíquídos (a partir de biomassa)(a partir de biomassa)

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Fonte fria

Aquecimentodomiciliário

Redeeléctrica

1. Rede de Centrais Primárias de Biomassa1. Rede de Centrais Primárias de Biomassa

PRODUÇÃO DESCENTRALIZADAPRODUÇÃO DESCENTRALIZADACogeração - Produção combinada de calor e electricidade

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Centrais Primárias

Cogeração

Pasta & Papel,…

Co-combustão

Cimenteiras

Termoeléctricas Carvão

1 a 2 Mton/anobiomassa

+outros

combustíveis

Embebidas emunidades de Sectores da

Indústria/Energiae Serviços

Calor e

Electricidade

+eficientes

-Custos

Tarifa + baixa

… que biomassa utilizarão?

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2. Rede de Centrais Secundárias de Biomassa2. Rede de Centrais Secundárias de Biomassa

Centrais dedicadas

250 MWe – 1500 GWh/a

Electricidadea partir de

BiomassaFlorestalResidual

2,5 M ton/ano

Tarifa adequada ?

Período de Garantia

Centrais “na” Floresta

onde não há grandesconsumidores de

calor

Recolher biomassa na floresta

Diminuir RiscoIncêndio Florestal

Custos elevados

Centrais dedicadas Centrais dedicadas –– Menor risco de IncêndioMenor risco de Incêndio

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Central dedicada “Central dedicada “greengreen fieldfield””-- Queima em grelhaQueima em grelha

Central Termoeléctrica a Biomassa Florestal Residual de Mortágua

10 MVA 63,3 GWh/ano 109 kton/a

EDP Produção – Bioeléctrica, S. A.

Centrais embebidas na Floresta = Menores custos de transporte de combustíveis

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3. Rede de Centrais Terciárias a Biomassa3. Rede de Centrais Terciárias a Biomassa

Energia eléctrica e água quente (˜ 55 a 75º C) 100 kWe + 150 kWth

Investimento produtivo 438.000 €

Utilização anual * 8.000 horas

Vida útil e amortização 10 anos

Taxa de actualização 8 %

Emissões evitadas CO2 924 ton/a

* Caso seja possível vender energia térmica todo o ano

PRODUÇÃO DESCENTRALIZADAPRODUÇÃO DESCENTRALIZADA

Micro Cogeração com Biomassa Florestal

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Micro Micro CogeraçãoCogeração com Biomassa Florestalcom Biomassa Florestal

Rendibilidade da micro-central

Nas condições indicadas, e permuta da entrega de energia térmica obtida * pelo custo da biomassa, colocada na central,

a custo zero, VAL positivo ao fim de 10 anos

Adequado a Municípios com significativas áreas florestais e que pretendam ter

centrais próprias de biomassa* Caso seja possível vender energia térmica todo o ano

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4. Energia térmica a partir de biomassa florestal4. Energia térmica a partir de biomassa florestal

• Pequenas centrais térmicas carecem de:

• Biomassa densificada (pellets) como combustível

• Equipamentos de queima “amigáveis”- Indústria Nacional?

• Automatização - Fiabilidade - Segurança - Simplicidade

Produção de pellets com Biomassa:

• Qualidade da matéria-prima (biomassa florestal)

• Qualidade certificada dos biocombustíveis sólidos• Preço e Garantia de Aprovisionamento de pellets

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BiocombustíveisBiocombustíveis sólidossólidos -- PelletsPellets

SECAGEM PRÉVIA de estilha (uniforme) de resíduos de madeira

Custos Biomassa 33 %Secagem 30 %Mão de obra 12 %Fabrico 9 %Outros 16 %

Fieira

PeletizadoraMercado em expansão Mercado em expansão –– 400 400 ktonkton/ano/ano

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““PetróleoPetróleo Verde: da FlorestaVerde: da Floresta aoao TanqueTanque””

Uma via de futuro para PortugalUma via de futuro para Portugal

Transformar Biomassa Florestalem Biocombustíveis Líquidos

1 1 tonton biomassa = 240 biomassa = 240 ltlt biodieselbiodiesel(Processo Fisher-Tropsch)

5. 5. BiocombustíveisBiocombustíveisde 2ª geração (de 2ª geração (BtLBtL))

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Processo FISHER Processo FISHER -- TROPSCHTROPSCH

• Gasificação de biomassa baixa temperatura (500ºC) : Gases Voláteis e Carvão

• Oxidação (combustão) dos GV a 1400º C: Fragmentação das cadeias longas

• Reacção endotérmica (Gases + Carvão): Gás Síntese (CO+H2) e CO2

• Lavagem do syngas (scrubbers)

• Liquefação - Reactor FT (cat.dor Cobalto)Adsorção de CO e H2, obtendo CnH2n e H2O

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Múltiplas vantagens da biomassaMúltiplas vantagens da biomassa

• Diminuir Emissões de GEECriar riqueza pela valorização energética de resíduos

• Balanço positivo de CO2Biomassa florestal fixa mais CO2 do que liberta na queima

• Diminuir Risco de Incêndio FlorestalEvitar delapidação de riqueza e preservar o Ambiente

• Aumentar Segurança do AprovisionamentoUtilizar biocombustíveis endógenos cria riqueza “local”

• Energia Armazenável e DespachávelTransformar em electricidade e/ou calor quando precisamos

• Transformar em Energia junto da Produção/ConsumoTransformação descentralizada/ Menores perdas de energia

• Criar cluster da biomassaDesenvolver/Integrar Serviços, Energia, Indústria, Silvicultura

• Melhorar desempenho da Balança ComercialEvitar importações de combustíveis fósseis

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Resumindo, porquê biomassa em Portugal ?Resumindo, porquê biomassa em Portugal ?

1. Criar Riqueza (Investimento e Emprego)

• Articular Desenvolvimento Social, Económico e Ambiental

• Valorizar Recursos Energéticos Endógenos

2. Transformar recursos locais em energia, de forma descentralizada

• Diminuir perdas de transporte (em LAT´s e combustíveis)

3. Diminuir emissão de GEE

• Libertar quotas de GEE para outros sectores de actividade

• Evitar penalidades pelo não cumprimento do Protocolo de Quioto

4. Substituir importações de GN, carvão e petróleo

• Melhorar saldo da Balança Comercial

5. Diminuir risco de incêndio, no caso da biomassa florestal

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Competitividade, Energia e Desenvolvimento Tecnológico Competitividade, Energia e Desenvolvimento Tecnológico

Fonte: IEA, 2006 - Citação de anúncio da Exxon Mobil

Biomassa, negócio que “vende” Biomassa, negócio que “vende”

Bem hajam